雷达实验.docx
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雷达实验.docx
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雷达实验
实验报告
实验课程名称:
雷达实验
姓名:
刘世佳班级:
20100002学号:
2010081109
实验名称
规范程度
原理叙述
实验过程
实验结果
实验成绩
平均成绩
折合成绩
注:
1、每个实验中各项成绩按照5分制评定,实验成绩为各项总和
2、平均成绩取各项实验平均成绩
3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合
2013年5月
实验一雷达信号波形分析
一实验目的要求
1.了解雷达常用信号的形式。
2.了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。
3.学会用仿真软件分析信号的特性。
二实验原理
本实验是在PC机上利用MATLAB仿真软件进行常用雷达信号的仿真、设计。
针对所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。
三实验步骤
1.列出简单脉冲调制信号和线性调频雷达信号数学模型
2.利用MATLAB软件编写雷达信号产生程序
3.对信号进行频谱分析
4.记录仿真结果、存储仿真波形。
四实验参数设置
脉冲带宽200e6,重复周期10e-6s,中心频率50e6Hz。
eps=0.000001;B=200.0e6;T=10.e-6;
f0=50e6;
mu=B/T;%调频斜率
delt=linspace(-T/2.,T/2.,10001);%信号起始时间和数据点数
LFM=exp(i*2*pi*(f0*delt+mu.*delt.^2/2.));%产生线性调频信号
LFMFFT=fftshift(fft(LFM));%FFT变换
freqlimit=0.5/1.e-9;%显示频率范围,采样频率的一半
freq=linspace(-freqlimit/1.e6,freqlimit/1.e6,10001);
figure
(1)
subplot(2,1,1)
plot(delt*1e6,LFM,'k');
axis([-11-1.51.5])
grid;
xlabel('时间/us')
ylabel('·幅度/v')
title('线性调频信号T=10Microsecond,B=200MHz')
subplot(2,1,2)
y=20*log10(abs(LFMFFT));
y=y-max(y);
plot(freq,y,'k');
axis([-500500-8010]);
grid;
xlabel('频率/MHz')
ylabel('频谱/dB')
title('线性调频信号调谱T=10Microsecond,B=200MHZ')
五实验仿真波形
1.简单脉冲调制
2.线性调频信号
六、实验结果分析
从程序看出,脉冲带宽200e6,重复周期10e-6s,中心频率50e6Hz。
通过本实验我进一步掌握了用仿真软件分析信号的特性,同时也了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。
实验二数字式目标距离测量实验
一、实验目的要求
1.掌握数字式雷达距离测量的基本原理。
2.了解多目标雷达距离录取装置的设计方法。
3.学会用Quartus
软件设计数字式单目标雷达距离录取装置。
二、实验原理
雷达的工作原理,是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。
目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。
仰角靠窄的仰角波束测量。
根据仰角和距离就能计算出目标高度
单脉冲编码器实现框图
波形示意图
Quartus设计流程
三、实验逻辑图
四、波形仿真
Clk:
周期0.05us占空比50%
Start:
周期10us占空比2%
Stop:
周期8us占空比2%
Read:
周期100us占空比65%
五、实验成果分析
D:
由start和stop组成的收发开关雷达所发脉冲数为126。
R_out:
所测距离为为945m。
经计算一次收发开关脉冲所走的距离为C*Tr=3*10^8*0.05*10^-5/2=7.5m,126*7.5=945m所以仿真结果正确。
六、实验心得体会
通过本实验我掌握了数字式雷达距离测量的基本原理,学会用Quartus
软件设计数字式单目标雷达距离录取装置,了解多目标雷达距离录取装置的设计方法。
实验报告
实验课程名称:
雷达实验
姓名:
班级:
学号:
实验名称
规范程度
原理叙述
实验过程
实验结果
实验成绩
平均成绩
折合成绩
注:
1、每个实验中各项成绩按照5分制评定,实验成绩为各项总和
2、平均成绩取各项实验平均成绩
3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合
2013年5月
实验三雷达测距和接收机灵敏度实验
一、实验目的要求
1.ÕÆÎÕÄ¿±ê»Ø²¨²â¾àµÄ·½·¨¡£
2.À×´ï»Ø²¨ÐźÅÄÜÁ¿±ä»¯¶Ô½ÓÊÕ»úÊä³öµÄÐźŵķù¶È£¨°üÂ磩µÄÓ°Ïì¡£
3.ÕÆÎÕÇÐÏßÁéÃô¶ÈµÄ¶¨Òå
二、实验原理
距离测量。
雷达工作时,发射机经天线向指定空间发射一串重复周期的高频脉冲。
如果电磁波传播的路径上有目标存在,那么雷达可以接收到由目标反射回来的回波。
由于回波信号往返于雷达和目标Ö®¼ä£¬Ëü½«ÖͺóÓÚ·¢ÉäÂö³åÒ»¸öʱ¼ätr¡£
电磁波以光速传播,设目标的距离是R,则传播的距离为光速乘以时间间隔,即2R=C⨯tr,可得R=tr⨯C/2.
3、实验数据处理
回波时间(微秒)
目标距离(千米)
回波1
4
6
回波2
11
16.5
回波3
16
24
四、实验数据分析
由实验测得的数据可知,回波并不唯一。
也就是说,同时存在多个目标。
在测定回波的同时,也可以得出发射脉冲的时间间隔为800微秒,也就是说,本部雷达的理论最远可探测距离为1200千米。
但由于地球曲率以及雷达发射功率以及雷达接收机灵敏度的限制,雷达的实际探测距离要远小于它的理论探测距离。
实验四脉冲积累实验
一、实验目的要求
熟悉脉冲积累改善接收机检测能力的原理。
二、实验原理
n个脉冲的叠加称作积累。
积累可以在检波后对视频信号进行,称作检波后积累或视频
积累。
包络检波后,丢失了信号的相位信息只保留了幅度信息,对信号的相位没有要求,又
可称为非相干积累。
积累也可以在中频进行,称作中频积累或检波前积累。
信号在中频积累
时要求信号间有固定的相位关系,即信号是相参的,也称为相参积累。
相参积累的信噪比为
n,而非相参积累的改善在n的二分之一次幂和n之间。
三、实验数据处理
脉冲积累数
信号幅度(毫伏)
噪声幅度(毫伏)
信噪比(dB)
1
80
60
2.50
5
80
40
6.02
10
80
39
6.24
15
80
38
6.47
20
80
36
6.94
25
80
35
7.18
30
80
35
7.18
35
80
33
7.69
40
80
32
7.96
45
80
32
7.96
50
80
31
8.23
55
80
30
8.52
60
80
30
8.52
64
80
28
9.12
五、实验成果分析
如图可看出,信噪比随着脉冲积累数的增加变得越来越好。
不做脉冲积累时,信噪比只有2.5dB,做5个脉冲积累,信噪比变为6.02dB,信号抗噪性能改善明显。
随着脉冲积累数据的不断增多,信噪比趋向于平滑的似线性增长,但总体改善不明显。
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